Question

11．如圖所示為實(shí)驗(yàn)室中常見氣體制備、凈化、干燥、收集和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的部分儀器（組裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，可重復(fù)選擇儀器），某化學(xué)小組的同學(xué)欲利用其進(jìn)行下列各化學(xué)實(shí)驗(yàn)．

（1）用鋅和稀硫酸反應(yīng)制取并收集干燥的氫氣，然后進(jìn)行氫氣的可燃性實(shí)驗(yàn)．
①制取氫氣所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
②進(jìn)行氫氣的可燃性試驗(yàn)，點(diǎn)燃?xì)錃馇�，一定要�?yàn)純．
（2）以石灰石和稀鹽酸為原料，在實(shí)驗(yàn)室中制取并收集干燥、純凈的二氧化碳?xì)怏w．按照要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置、連接儀器，并檢驗(yàn)裝置的氣密性．
 ①所選儀器的連接順序?yàn)锽→D→A→G（從左至右填寫儀器序號(hào)字母）（提示：揮發(fā)出的少量HCl氣體可用飽和碳酸氫鈉溶液吸收）．
 ②二氧化碳能夠撲滅木材著火的根本原因是下列的AC（填寫序號(hào)A、B、C、D之一）．
A．二氧化碳密度比空氣大                  
B．二氧化碳降低了可燃物的著火點(diǎn)
C．二氧化碳既不能燃燒，也不支持燃燒      
D．二氧化碳能與水反應(yīng)
（3）以過(guò)氧化氫溶液為原料（二氧化錳作催化劑），在實(shí)驗(yàn)室中制取氧氣，并對(duì)某種塑料試樣的組成元素進(jìn)行分析探究實(shí)驗(yàn)（資料顯示該塑料只含C、H、O三種元素），所選儀器按“B→A₁→E→A₂→C堿石灰干燥管”的順序連接，（A₁、A₂為濃硫酸洗氣瓶），實(shí)驗(yàn)前檢驗(yàn)裝置氣密性．使一定量的該塑料試樣碎屑在純氧氣中充分燃燒，觀察現(xiàn)象，收集有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（假設(shè)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)都充分反應(yīng)）．
 ①在該裝置中，洗氣瓶A₁、A₂都吸收水分，其作用的不同之處是A₁是用來(lái)吸收氧氣中混有的水蒸氣，A₂是用來(lái)吸收塑料試樣碎屑在純氧氣中充分燃燒生成的水．
②儀器E的大玻璃管中放入的塑料試樣碎屑質(zhì)量為m g，塑料試樣充分燃燒后，測(cè)得儀器A₂的質(zhì)量增加a g，儀器C的質(zhì)量增加b g，則在該塑料試樣中氫、碳元素的質(zhì)量之比為：氫元素的質(zhì)量﹕碳元素的質(zhì)量=$\frac{11a}{27b}$（計(jì)算結(jié)果用含a、b的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)鋅和稀硫酸反應(yīng)原理書寫方程式；
②氫氣具有可燃性，點(diǎn)燃前一定要檢驗(yàn)氣體的純度，防止發(fā)生爆炸；
（2）①制取二氧化碳可用B裝置，干燥可以用濃硫酸，而吸收氯化氫氣體可以用飽和的碳酸氫鈉溶液，收集干燥的氣體用排空氣法，可以據(jù)此來(lái)解答該題；
②根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)分析滅火的原因；
（3）①根據(jù)產(chǎn)生的氧氣混有水蒸氣，必須干燥，并通過(guò)濃硫酸吸收生成的水蒸氣用來(lái)測(cè)定所含氫元素的 質(zhì)量分析解答；
②二氧化碳能和堿石灰反應(yīng)，儀器C增加的是二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可求出二氧化碳中碳元素的質(zhì)量，儀器A₂增加的質(zhì)量是生成的水的質(zhì)量，據(jù)水的質(zhì)量可求出水中氫元素的質(zhì)量．

解答 解：（1）①鋅和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，反應(yīng)方程式是Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
②氫氣具有可燃性，點(diǎn)燃前一定要檢驗(yàn)氣體的純度，防止發(fā)生爆炸；
（2）①在實(shí)驗(yàn)室中制備、收集干燥純凈的二氧化碳?xì)怏w，裝置的連接順序是：B→D→A→G，要先除雜質(zhì)再干燥，二氧化碳密度比空氣大，用向上排空氣法收集；
②二氧化碳能夠撲滅木材著火的根本原因是：密度比空氣大，不能燃燒且不支持燃燒；
（3）①在該裝置中，洗氣瓶A₁、A₂都吸收水分，A₁是用來(lái)吸收氧氣中混有的水蒸氣，A₂是用來(lái)吸收塑料試樣碎屑在純氧氣中充分燃燒生成的水；
②測(cè)得儀器A₂的質(zhì)量增加a g，是生成 水的質(zhì)量，水中含有氫元素的質(zhì)量=$\frac{2}{18}$×ag×100%=$\frac{a}{9}$g，二氧化碳能和堿石灰反應(yīng)，儀器C增加的是二氧化碳的質(zhì)量，二氧化碳中碳元素的質(zhì)量=bg×$\frac{12}{44}$×100%=$\frac{3b}{11}$g，反應(yīng)前后元素的質(zhì)量不變，則在該塑料試樣中氫、碳元素的質(zhì)量之比為：氫元素的質(zhì)量﹕碳元素的質(zhì)量=$\frac{a}{9}$g：$\frac{3b}{11}$g=$\frac{11a}{27b}$；
故答案為：（1）①Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；②驗(yàn)純；
（2）①B→D→A→G； ②AC；
（3）①A₁是用來(lái)吸收氧氣中混有的水蒸氣，A₂是用來(lái)吸收塑料試樣碎屑在純氧氣中充分燃燒生成的水；②$\frac{11a}{27b}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了常見氣體的制取、干燥、除雜、收集及反應(yīng)原理的書寫、反應(yīng)前后元素的質(zhì)量不變等．綜合性較強(qiáng)，在利用氧氣的性質(zhì)測(cè)定塑料的組成元素時(shí)，要注意區(qū)分各步操作的作用和目的，利用質(zhì)量守恒定律進(jìn)行相關(guān)問(wèn)題的分析．